Pourquoi étalonner les appareils de mesure

Pourquoi étalonner
les appareils de
mesure ?
Note d'application
Qu'est-ce que l'étalonnage ?
Vous accordez une grande importance à
vos instruments de test électrique. Vous
achetez les meilleures marques et vous
vous attendez à ce qu'ils soient précis.
Vous savez que certains envoient leurs
instruments numériques à un laboratoire
de métrologie pour qu'ils y soient étalonnés, et vous vous demandez pourquoi.
Après tout, ces instruments sont purement électroniques, ils ne recèlent aucun
mouvement à équilibrer. Que font donc
les techniciens chargés de l'étalonnage ?
Changent-ils simplement la batterie ?
Ces questions méritent d'être posées,
d'autant plus que vous ne pouvez pas
Beaucoup de gens font un contrôle comparatif sur site
de deux appareils, et les déclarent « étalonnés » s'ils
affichent la même mesure. Il ne s'agit en aucun cas d'un
étalonnage, mais seulement d'un contrôle sur site. Ce
dernier peut révéler un problème, mais vous ne saurez pas
quel instrument donne une mesure correcte. Si les deux
instruments sont mal étalonnés dans une même proportion
et dans le même sens, le contrôle ne vous apprendra rien.
Vous n'apprendrez rien non plus sur les tendances, vous ne
saurez pas si votre instrument est en train de perdre petit à
petit de sa précision.
Pour qu'un étalonnage soit satisfaisant, il faut que
l'appareil étalon soit plus précis que l'instrument testé.
La plupart d'entre nous possèdent un four à micro-ondes
ou un autre appareil qui affiche l'heure en heures et en
minutes. La plupart d'entre nous vivent dans des pays où
il faut changer d'heure au moins deux fois par an, sans
compter les coupures électriques. Lorsque vous réglez
l'heure de votre appareil, quelle heure de référence
utilisez-vous ? Utilisez-vous une horloge ou une montre
qui affiche les secondes ? Vous réglez probablement
l'heure de l'appareil qui n'affiche pas les secondes lorsque
votre horloge de référence passe à une minute « pile ».
Un laboratoire de métrologie suit la même philosophie.
Les techniciens examinent la bonne correspondance des
« minutes pleines » avec les secondes. Et ils font cela en
différents points des échelles de mesure.
L'étalonnage nécessite généralement un appareil étalon
au moins 10 fois plus précis que l'instrument testé. Sinon,
vous étalonnez avec des tolérances qui se chevauchent
et les tolérances de votre étalon peuvent entraîner le
fait qu'un instrument étalonné soit annoncé comme non
étalonné, ou l'inverse. Voyons comment cela fonctionne.
Deux instruments, A et B, mesurent 100 V avec une
tolérance de 1 %. À 480 V, les deux instruments sont
dans la tolérance. À 100 V, A affiche 99,1 V et B affiche
100,9 V. Mais si vous utilisez B comme étalon,
A semble être hors tolérance. Cependant, si B
a une tolérance de précision de 0,1 %, alors
à 100 V, B affichera 100,1 V au maximum. Si
utiliser vos instruments lorsqu'ils sont
vous comparez à présent A à B, A se trouve
partis pour l'étalonnage. Mais examinons
dans la tolérance. Vous remarquerez également
d'autres questions tout aussi valables. Par
que A se trouve en bas de la plage de tolérance.
exemple, si un incident venait à rendre
La modification de A pour remonter ce relevé
vos instruments moins précis, ou même
l'empêchera sans doute de fournir une mesure
dangereux, quelles pourraient en être les
erronée alors qu'il subit une dérive normale
conséquences ? Travaillez-vous avec des
tolérances étroites ? Des mesures précises
entre les étalonnages.
sont-elles indispensables au bon foncL'étalonnage, au sens strict du terme, est la
tionnement de process ou de systèmes de
comparaison d'un instrument à un étalon connu.
sécurité onéreux ? Que se passerait-il si
Un bon étalonnage implique l'utilisation d'un
vous étudiiez des tendances de données à
étalon traçable certifié NIST, disposant d'une
des fins de maintenance, et que deux appadocumentation prouvant qu'il se compare de
reils utilisés pour la même mesure donnaient des résultats totalement différents ?
B i b l i o t h è q u e e n l i g n e F l u k e C a l i b r a t i o n w w w. f l u k e c a l . c o m / l i b r a r y
manière satisfaisante à une chaîne
d'étalons remontant à un étalon
principal conservé au National Institute
of Standards and Technology (NIST).
En pratique, l'étalonnage comprend
une correction. En règle générale,
lorsque vous envoyez un instrument
à l'étalonnage, vous autorisez les
techniciens à effectuer des réparations
pour ramener l'instrument dans les
limites d'étalonnage. Vous recevrez
un rapport indiquant le décalage
de l'instrument avant et après
l'étalonnage. Dans le scénario des
minutes et des secondes, vous auriez
découvert que l'erreur d'étalonnage
nécessitait une correction pour que
l'appareil soit « pile à l'heure », mais
que cette erreur restait largement
dans les tolérances requises pour les
mesures que vous aviez faites depuis
le dernier étalonnage.
Si le rapport révèle des erreurs
d'étalonnage importantes, il vous
faudra sans doute recommencer
le travail que vous avez effectué
préalablement avec cet instrument
et reprendre les mesures, des
plus récentes aux plus anciennes,
jusqu'à ce qu'aucune erreur ne soit
mise en évidence. Dans le cadre de
travaux liés à la sécurité nucléaire, il
faudrait reprendre toutes les mesures
effectuées depuis le précédent
étalonnage de l'instrument.
Causes des problèmes
d'étalonnage
Quelles peuvent être les causes
du dérèglement d'un instrument
numérique ? Tout d'abord, les
principaux composants des
instruments de test (par exemple, les
références de tension, les diviseurs
d'entrée, les dérivations de courant)
peuvent varier au fil du temps.
Ces variations sont mineures et la
plupart du temps sans conséquence
si vous procédez régulièrement à
un étalonnage, car généralement ce
dernier les détecte et les corrige.
Supposons maintenant que vous
fassiez tomber violemment une pince
de courant. Comment pouvez-vous
savoir si cette pince mesure toujours
avec précision ? Vous ne pouvez
pas le savoir. La pince peut très
bien présenter d'importantes erreurs
d'étalonnage. De même, l'exposition
d'un multimètre numérique à une
surcharge peut le dérégler. Certains
pensent que cela n'aurait qu'un effet
infime, car les entrées sont protégées
par des fusibles ou des disjoncteurs.
Mais ces dispositifs de protection
peuvent ne pas se déclencher en cas
de phénomène transitoire. De plus,
une tension suffisamment élevée
2 Fluke Corporation
peut totalement franchir le dispositif
de protection. Il y a beaucoup moins
de risque que cela se produise avec
des multimètres numériques de haute
qualité, raison pour laquelle ils sont
plus rentables que les modèles moins
chers importés.
Fréquence d'étalonnage
La question n'est pas de savoir s'il
faut étalonner. Personne n'en doute.
La question est : quand faut-il
étalonner ? Il n'existe pas de réponse
adaptée à toutes les situations.
Envisagez les fréquences d'étalonnage
suivantes :
• Intervalle d'étalonnage
recommandé par le fabricant. Les
spécifications du fabricant indiquent
à quelle fréquence les outils doivent
être étalonnés, mais des mesures
cruciales peuvent nécessiter des
intervalles différents.
• Avant un projet de mesure
important. Supposons que vous
arrêtiez une installation pour
réaliser des tests nécessitant des
mesures très précises. Sélectionnez
les instruments que vous utiliserez
pour ces tests. Envoyez-les à
l'étalonnage, puis « mettez-les sous
clé » afin qu'ils ne soient pas utilisés
avant les tests.
• Après un projet de mesure
important. Si vous avez réservé
des instruments de test étalonnés
pour une série de tests particulière,
envoyez ces mêmes instruments
à l'étalonnage après les tests. À la
réception des résultats d'étalonnage,
vous saurez si ces tests peuvent
être considérés comme complets et
fiables.
• Après un incident. Si votre
instrument a reçu un choc (quelque
chose a eu raison de la surcharge
interne ou l'instrument a subi un
impact particulièrement violent),
envoyez-le à l'étalonnage et
faites également faire un contrôle
d'intégrité de la sécurité.
• Selon les besoins. Certains
projets de mesure nécessitent des
appareils de mesure étalonnés et
certifiés, quelle que soit la taille
du projet. Remarquez que de telles
exigences peuvent ne pas être
explicitement mentionnées, mais
seulement attendues : consultez les
spécifications avant de procéder au
test.
• Chaque mois, chaque trimestre,
deux fois par an. Si vous réalisez
principalement et souvent des
mesures cruciales, un intervalle
court entre les étalonnages réduira
les risques d'obtenir des mesures
douteuses.
Pourquoi étalonner les appareils de mesure ?
• Chaque année. Si vous réalisez tour
à tour des mesures cruciales et non
cruciales, un étalonnage annuel
semble un bon équilibre entre la
prudence et les coûts.
• Une fois tous les deux ans. Si
vous ne réalisez que très rarement
des mesures cruciales, et que vous
n'exposez pas votre instrument à
des événements qui pourraient le
dérégler, un étalonnage à intervalles
longs peut s'avérer rentable.
• Jamais. Si votre travail ne
nécessite que des contrôles
de tension approximatifs (par
exemple : « C'est bien du 480 V »),
l'étalonnage semble superflu. Et si
votre instrument était victime d'un
incident ? L'étalonnage vous permet
d'utiliser votre instrument en toute
confiance.
Une dernière remarque
Cet article traite de l'étalonnage des multimètres
numériques, mais le même raisonnement peut
s'appliquer à tous vos testeurs portables, y compris les
calibrateurs de process.
L'étalonnage ne consiste pas à affiner le réglage
de vos instruments de test. Il garantit que vous pouvez
utiliser ces instruments en toute fiabilité et en toute
sécurité afin d'obtenir les résultats précis dont vous
avez besoin. Il s'agit d'une forme d'assurance qualité.
Vous connaissez l'intérêt de tester des équipements
électriques, sinon vous n'auriez pas d'instruments de
test. De la même manière qu'il est utile de tester les
équipements électriques, il est nécessaire de tester vos
instruments de test.
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